一.Switch Regulator工作原理簡圖
Switch Regulator
1.當SW在"ON"的狀态下時:這時電流經由"L"電感,再到"LOAD"負載,同時也把電感給充電了(電感為儲能組件)
2.當SW在OFF時電感産生反電動勢,正負極性相反,電感釋出能量,電流從"L"到"LOAD“,經由"D"二極管形成一放電回路,而這種反複的一開一關,所以又可以稱為『開關式電路』
3.圖中的SW可用何種零件來取代?SW通常使用功率晶體或MOSFET
使用Switch線路的優點為何?
1.IC本體不會發燙:
Switch電路因為功率晶體是在ON-OFF間來回工作,所以IC本身的溫度比較不會熱.
2.輸出端能提供大電流:
輸出電流會比所輸入的電流高,最主要是由Mos與回授電阻(偵測電流)來決定輸出電流,而 不是由IC本身來決定.
3.效率高Switch Regulator的輸入電流是不會經過IC本體,而是經過MOS做切換(MSO本身雖然也會消耗到功率,但至少比Linear Regulator還要低),以目前Switch Regulator最高效率可以做到99%
二.PWM Buck converter
PWM Buck converter
理論基礎:當Highside MOS(相當于開關)導通時,輸入的能量的一部分儲存在電感中,當Highside MOS截止時,将儲存在電感中的能量釋放到負載去.Highside MOS的導通和截止受一固定開關頻率的PWM控制(fsw=1/Tsw),通過調整開關導通的時間(Ton)來達到控制輸出電壓的目的。
三.Highside MOSFET ON
當Highside MOSFET導通時電流就會正向地流經電感L,使得電感L上的電壓增加,也就是瞬間之壓降會降在L上.而電流不能瞬間變大,而是呈線性增加,此時也建立了一個磁場,并且負載上也會有輸出電壓産生,輸出電容也會被充電.電感和電容上同時儲存了能量,電感和電容上同時儲存了能量,由電磁感應定律,電感的電流以下式建立.
四. Highside MOSFET OFF
當Highside MOS導通,Lowside MOS截止時,在電感上儲存的磁能會通過Lowside MOS釋放出來,且原來儲存在電容上的能量也可能通過Lowside MOS釋放至負載,電感上的電流線性衰退,将能量供應到負載,從而使得輸出電壓的仍然保持不變.
五.脈沖寬度調制
占空比(Duty Cycle)在電子領域中有如下含義:
在一串理想的脈沖序列中(如方波),正脈沖的持續時間與脈沖總周期的比值
例如:脈沖寬度1μs,信号周期4μs的脈沖序列占空比為0.25。
在一段連續工作時間内脈沖占用的時間與總時間的比值。
在周期型的現象中,現象發生的時間與總時間的比。
占空比是高電平所占周期時間與整個周期時間的比
例子:
一個輸入電壓是5V例子:
一個輸入電壓是5V
占空比=t/(1us):T/(4us)
輸出電壓=1.25V
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